[핵잼 사이언스] 수컷 모기의 ‘청력 방해’로 모기 개체 수 조절한다 (연구)

[서울신문 나우뉴스]

레이저 도플러 진동 측정을 이용해 수컷 모기의 청각 기관의 진동을 확인하는 모습. Credit International Communications Office, Nagoya University)

인간은 의심할 바 없이 지구 생태계의 정점에 선 생명체다. 지구상 가장 거대한 동물인 고래부터 백수의 왕인 사자까지 1:1로 보면 인간을 뛰어넘는 힘을 지닌 동물이 하나둘이 아니지만, 인간이 지닌 뛰어난 지능과 상호 협동 능력 앞에서는 속수무책으로 밀릴 수밖에 없다. 

하지만 그런 인간도 작은 생물체 앞에서는 무력할 때가 있다. 현재 인류에게 가장 큰 위협이 되는 생물은 항생제가 듣지 않는 슈퍼 박테리아나 약제 내성 말라리아처럼 눈에 보이지도 않을 만큼 작은 기생충이다. 너무 작아 생물체와 무생물에 경계에 있는 바이러스도 좀처럼 정복하기 어려운 무서운 존재다. 

이 가운데 모기는 직접 인간에게 큰 피해를 입히는 존재는 아니지만, 피를 빨아먹는 과정에서 말라리아나 지카 바이러스 같은 매우 심각한 다른 질병을 옮기는 매개 곤충으로 인간을 위협하고 있다. 

과학자들은 모기의 개체 수를 조절할 수 있는 효과적인 살충제를 개발했지만, 안타깝게도 모기마저 살충제에 대한 내성을 키워 쉽게 사라지지 않고 있다. 그렇다고 더 강한 살충제를 대량 살포할 경우 다른 무해한 곤충도 죽을 수 있고 먹이 사슬을 타고 살충제 성분이 다른 동물과 인간에게 전달될 수 있어 심각한 문제가 될 수 있다. 

과학자들은 모기 개체 수를 조절하기 위해 살충제 이외의 여러 가지 방법을 연구하고 있다. 그중 하나는 모기의 짝짓기를 방해하는 것이다.

세로토닌 (녹색)으로 염색한 수컷 (왼쪽), 암컷 (오른쪽) 모기의 귀 조직 사진. 출처 Yifeng Xu

나고야 대학의 연구팀은 일반적인 모기 연구와 달리 피를 빨아먹지 않는 수컷 모기에 주목했다. 수컷 모기는 여름철 잠자리에 든 사람처럼 앵앵거리는 암컷 모기의 날개 소리에 민감하다. 짝짓기 상대를 찾기 위해 이 소리를 이용하기 때문이다. 

수컷 모기는 귀는 마치 작은 털처럼 생겼는데 암컷 모기의 고주파음에 같이 진동하면서 흥분한다. 연구팀은 수컷 모기가 정확한 해당 주파수를 찾으면 청각 기관이 진동하면서 신경 전달 물질인 세로토닌을 분비해 암컷 모기를 찾도록 한다는 사실을 발견했다.

세로토닌 억제 물질을 투여한 모기는 이 주파수에 제대로 반응하지 못했다. 연구팀은 레이저 도플러 진동 측정기와 조직 내 세로토닌 염색 검사를 이용해 구체적인 과정을 밝혀냈다. (사진) 

수컷 모기를 완전한 귀머거리로 만드는 대신 짝짓기 실패 확률을 높이는 개체수 조절법이 성공하기 위해서는 모기의 세로토닌 수용체만 방해할 수 있는 약물이 필요하다.

만약 성공한다면 생태계 파괴나 살충제 내성에 대한 걱정 없이 해충만 통제할 수 있다. 인간에게 해로운 곤충만 선택적으로 조절하는 것은 과학자들의 오랜 꿈이었다. 앞으로 이 꿈을 이루기 위한 연구가 계속될 것이다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com